仿生超微型晶片将使轻便超级电脑变成可能

美国麻省理工学院在新发表的论文中提出一种基于人工大脑突触(artificial brain synapse)的晶片架构,能让上万个面积比纸屑还小的晶片组合在一起,且效能超过现有的其他类似版本。

这样的人工电脑突触具有用来建造能直接处理复杂AI 运算小型装置的潜力,不需要再额外连结到资料中心。

其实这就是所谓的忆阻器(memristor)。忆阻器是一种被动电子元件,与电阻器的差异是,即便关掉电源,仍然可以「记忆」曾通过的电荷量,仿佛是人类的大脑一样,可以针对接收过的电流不断重复创造相同讯号,目前能用它高效率地记忆图像细节。

而团队制作的忆阻器,则模拟人类的大脑突触。这里的突触主要由矽制成,但也有用到银与铜的合金。研究人员进行试验的方法正是借用「冶金学」(metallurgy)概念,冶金学家认为,如果想要改变金属特性,就会把具有其他特性的另一种金属与之结合,制作成合金(alloy) 。

因此,团队找到能与忆阻器正极的银相互结合的元素,因此能创造出含有上千万个忆阻器的超微型晶片,不仅能从所储存的记忆内容中再制图像,还能依据所下的指令改善细节、模糊原始图像等,能力远远超过其他科学家所制作的忆阻器。

当然,这种晶片距离商业化还有非常远的路要走,该团队的最终目标是:打造一个大型、复杂的类神经网络。目前此种类神经网络需要结合超高效能GPU 运算能力才得以运转,但如果架构在专用硬体上,就能够在小型装置(例如:智慧型手机、数位相机)上进行运算,成为可携带、低耗电且不需要网路连结的超级电脑

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